“要做出別人想都想不到的事”
吳嘉敏還記得自己2013年加入戴瓊海團(tuán)隊(duì)后的感覺：“可謂如沐春風(fēng)。團(tuán)隊(duì)成員都有一個(gè)共同的特質(zhì)——對科研有一種特別的熱愛。但最吸引我的，則是戴老師‘要敢于做顛覆性的科學(xué)研究’的理念。”
“我認(rèn)為，做學(xué)問的人分三個(gè)層次：做研究做到極致，那是牛人；做別人做不到的事，那是高人；做出別人想都想不到的事，那是神人?！贝鳝偤Ｐχf，“我要求團(tuán)隊(duì)的青年教師和學(xué)生們，選題必須去想‘圖諾問題’——圖靈獎和諾貝爾獎級別的問題，致力于成為‘神人’?！?
我們小時(shí)候大都觀察過螞蟻搬家，但如果想隔著一公里遠(yuǎn)去看螞蟻搬家，該如何實(shí)現(xiàn)？
鏡頭的成本和尺寸，會隨著有效像素?cái)?shù)的增加迅速增長。而一旦隔著很遠(yuǎn)的距離，成像過程中就會出現(xiàn)各種各樣的環(huán)境干擾，如同霧里看花。“一公里外看螞蟻”就是一項(xiàng)典型挑戰(zhàn)，以傳統(tǒng)技術(shù)手段很難實(shí)現(xiàn)。
吳嘉敏表示，團(tuán)隊(duì)采用的元成像技術(shù)，能通過對高維光信號的精確感知，突破這一難題，“簡要來說，我們建立了數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)架構(gòu)，通過多角度信息實(shí)現(xiàn)大視場多區(qū)域的快速像差估計(jì)與矯正，進(jìn)而在后處理過程中實(shí)現(xiàn)完美聚焦，即使在動態(tài)復(fù)雜的成像環(huán)境中仍能保持高分辨率。目前，我們已經(jīng)能夠隔著一公里遠(yuǎn)的距離看清毫米尺度的一個(gè)螞蟻，有望極大提升我國的遙感觀測能力”。
針對復(fù)雜大場景動態(tài)感知難題，團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)電子工程系副教授方璐提出了非結(jié)構(gòu)光場感知新原理，突破了寬視場—高分辨固有矛盾，研制了十億像素級動態(tài)光場成像裝備，應(yīng)用于北京冬奧會上。
“就像戴老師強(qiáng)調(diào)的，做科研一定要致力于原始創(chuàng)新?！狈借凑f。為此，她經(jīng)常鼓勵學(xué)生們多看科幻電影，“科幻電影的想象力更豐富，我希望大家能夠從中獲得更多靈感。如果把科幻電影里最有可能實(shí)現(xiàn)的東西做出來，就是很原創(chuàng)的東西”。
如今，方璐正帶領(lǐng)同學(xué)們攻關(guān)非結(jié)構(gòu)元光場智能成像的理論與技術(shù)，期望為觀測天體和遙感成像帶來新契機(jī)。
在這里，青年人才茁壯成長
重大原始創(chuàng)新成果往往萌發(fā)于深厚的基礎(chǔ)研究，產(chǎn)生于學(xué)科交叉領(lǐng)域。
戴瓊海想得很清楚，過去100余年，有20多項(xiàng)獲諾貝爾獎的研究與腦科學(xué)有關(guān)，而在醫(yī)學(xué)影像界，僅核磁共振技術(shù)就催生了多位諾貝爾獎得主。在這些領(lǐng)域，有太多“顛覆性研究”值得探索。
“所謂‘顛覆性研究’有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：是否改變了科學(xué)研究的路徑，是否改變了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，是否可以寫進(jìn)教科書。我常常告訴團(tuán)隊(duì)成員，你們的科研成果不能只是曇花一現(xiàn)。因此，我鼓勵他們通過學(xué)科交叉成為綜合型科技人才。”戴瓊海說。
“記得做‘RUSH’的時(shí)候，我們不僅要開展對病毒遺傳、神經(jīng)元損傷機(jī)理、藥物篩選的研究，還要建立和完善多種腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、神經(jīng)環(huán)路響應(yīng)的體內(nèi)外研究模型，更要構(gòu)建多維多尺度計(jì)算攝像儀器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫?！眴虝熣f，雖然辛苦，但大家斗志滿滿。不久前，“RUSH”被美國科學(xué)院院士、美國腦計(jì)劃發(fā)起人之一馬克·施內(nèi)策（Mark Schnitzer）教授在《細(xì)胞》上稱贊：“這一精心杰作是未來更廣泛普及的介觀觀測儀器的先驅(qū)。”
在做光場元成像這個(gè)課題時(shí)，為實(shí)現(xiàn)地對月的高質(zhì)量成像，團(tuán)隊(duì)的博士生郭鈺鐸有一段時(shí)間夜夜值守在中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測基地做地對月觀測。“那是2021年3月，溫度在夜里已經(jīng)降到零下二三十?dāng)z氏度，我常常一待就是三四個(gè)小時(shí)，為了保暖穿三件羽絨服。”郭鈺鐸說。
“元成像系統(tǒng)突破了大氣湍流像差影響，成功拍到了月亮高清照！”有一天夜里一點(diǎn)鐘，方璐接到了郭鈺鐸打來的電話。電話那頭的郭鈺鐸興奮地說：“方老師，我現(xiàn)在感覺零下二三十?dāng)z氏度也沒那么冷了！”
能在團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值，始終激勵團(tuán)隊(duì)成員奮力前行。
2021年8月，以團(tuán)隊(duì)成員、博士生李欣陽為第一作者的論文在《自然·方法學(xué)》發(fā)表，于國際上首次提出高效實(shí)現(xiàn)鈣成像去噪的方法。歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室顯微技術(shù)專家阿爾瓦羅·克雷文納評價(jià)其“有望改變游戲規(guī)則”。對此，李欣陽直言：“一些人繞過問題，我想去解決問題。”
